中高阶煤储层分形特征对瓦斯吸附的影响研究 .pdfVIP

学兔兔 煤 炭 工 程 第48卷第4期 COALENGINEERING Vo1．48．No．4 doi：10．11799／ce201604029 中高阶煤储层分形特征对瓦斯吸附的影响研究 杨 博 (中国矿业大学 (北京)化学与环境工程学院，北京 100083) 摘 要：为研究中高阶煤( 25％)的分形特征对煤层瓦斯吸附规律的影响，针对不同矿 区6种 中高阶煤样 ，采用高压容量法测试 了煤样 的瓦斯吸附能力 ．利用 Langmuir方程拟舍得到 了表征煤样吸附能力的参数 Langmuir体积 (，f，)和 Langmuir压力(尸．)。同时，根据 电镜扫描 (SEM)实验，对煤体表面孔隙特征进行了分析，并利用基于Kolomogrov容量维的分形理论计算 得到了煤样孔隙分布的分形维数。在此基础上，研究了分形维数对中高阶煤瓦斯吸附的影响。研 究结果表明：不同煤样孔隙结构差异显著，煤体表面孔隙分布具有明显的非均质性和分形特征； 煤体变质程度对分形维数具有重要影响，煤化作用使得孔隙结构更加复杂；煤体表面分形对 ， 和 P，的影响不同， 随着分形维数的增加呈线性增加，而P，与分形维数的关系符合二次曲线， 说明煤体表面越复杂 ．煤体越易于吸附瓦斯。 关键词：中高阶煤；孔隙特征；分形维数；瓦斯吸附 中图分类号：TD712．2 文献标识码 ：A 文章编号：1671—0959(2016)o4．o096．04 Impactoffractalcharacteristicsonmethaneadsorption inmiddle-highrankcoalreservoirs YANG Bo (SchoolofChemicalandEnvironmentalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，China) Abstract：Toinvestigatetheinfluenceoffraetalfeaturesoncombedmethaneadsorptioninmiddle—highrankcoalsamples ( 25％)，methaneadsorptioncapacitiesof6coalsamplesfromdifferentminingareasaretestedusinghigh—pressure volumetricmethod．Langmuirequationisusedtofittheexperimentaldataandtwopraameters，Langmuirvolume( )and Lanmuirpressure(P￡)，areobtainedtochraacterizetheadsoprtioncapacity．Meanwhile，onhtebasisof scnaning electronmicroscopy (SEM)，theporecharacterizationoncoalsurfacewasanalyzed．Thefractal dimensionof pore distribution(D)wascalculatedaccordingtotheKolomogrovcapacitydimensionhteory，andtheeffectoffractaldimension onmethaneadsorptionisalsoanalyzed．Theresultsshow htathteporestructuresign